Разработка учитывает динамику роста кристаллов.
Сотрудники ЮУрГУ создали и проверили математическую модель, которая впервые даёт возможность наблюдать, как в действительности формируются кристаллы в стремительно остывающем металлическом расплаве. Прежде в науке полагали, что число атомов на поверхности остаётся неизменным, однако в реальности этот показатель колеблется буквально за доли секунды. Свежая модель принимает это во внимание и открывает дорогу к разработке сверхпрочных сплавов. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе университета.
В работе применялись подходы неравновесной термодинамики и вариационного исчисления. На примере формирования кристаллов соединения Fe₃B (триборид железа) специалисты продемонстрировали, что на начальных этапах скорость роста способна заметно отличаться от прежних представлений. Благодаря этому металлурги получат возможность точнее настраивать режимы охлаждения и получать аморфные, а также нанокристаллические сплавы.
Подобные материалы значительно прочнее обычных и широко применяются в авиации, космонавтике, высокоточном машиностроении и для защитных покрытий. По сути, новая модель играет роль «умного калькулятора» при проектировании материалов будущего. Дальнейшие исследования, как ожидается, расширят набор инструментов для создания ещё более совершенных сплавов.
В университете пояснили, что учёные ЮУрГУ Максим Дудоров и Александр Дрозин не просто предложили новую математическую модель, но и успешно её испытали. Там отметили, что эта разработка работает как умный калькулятор, который позволяет понять, как именно растут кристаллы в быстро охлаждающемся металле. А это особенно важно, потому что от этого процесса напрямую зависит, каким будет итоговый материал – обычным, хрупким или сверхпрочным.